(2013•新华区一模)在“探究滑轮组机械效率”的实验中,小珠和小涵采用A、B两种绕线方式不同的滑轮组进行实验(如图甲)

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  • 解题思路:(1)根据W=Fs即可求出总功;根据η=

    W

    W

    即可求出第三次实验中滑轮组的机械效率;

    (2)要知道在使用滑轮组时,总要克服额外功,所以有用功总小于总功,所以机械效率总小于1;

    因为新装的定滑轮轴处有摩擦,所以不能测出原来滑轮组的机械效率;

    (3)由η=

    G

    h

    (

    G

    +G

    )h

    可知,只考虑动滑轮的重,没有考虑绳重和摩擦;由η=

    W

    W

    =

    G

    h

    FS

    可知,同时考虑到动滑轮重、绳重、摩擦,有用功不变,后者总功增大,所以后者机械效率偏小.

    先根据W=Gh求出克服动滑轮做的功,然后根据W=W+W+W摩擦即可求出克服摩擦做的额外功.

    (1)W总3=Fs=0.3N×0.6m=0.18J;

    η3=

    W有3

    W总3×100%=[0.10J/0.18J]×100%=55.6%;

    (2)实际中,由于有用功总小于总功,所以机械效率总小于1.

    而在第1、2次实验中,由表格中数据由两段绳子承担物重,所以拉力向下,由于测力计外壳本身有重力,所以此时所测拉力偏小,计算出的总功也会偏小,从而造成机械效率偏大甚至大于100%.

    因为新装的定滑轮轴处有摩擦,所以不能测出原来滑轮组的机械效率;

    (3)由η=

    G物h

    (G动+G 物)h可知,总功等于提升动滑轮和重物做的功,条件:不考虑绳重和摩擦;

    由η=

    W 有

    W 总=

    G物h

    FS可知,同时考虑到动滑轮重、绳重、摩擦;

    两个公式中,提起物体时有用功相同,根据η=

    G物h

    (G动+G 物)h计算时总功偏小,机械效率偏大.

    克服动滑轮做的功:W=Gh=0.2N×0.2m=0.04J;

    由W=W+W+W摩擦可得,克服摩擦做的功:W摩擦=0.66J-0.6J-0.04J=0.02J.

    故答案为:(1)0.18;55.6%;(2)小;因为新装的定滑轮轴处有摩擦,所以不能测出原来滑轮组的机械效率;(3)偏大;0.02.

    点评:

    本题考点: 滑轮(组)机械效率的测量实验.

    考点点评: 此题是测量滑轮组的机械效率.考查了有关总功、机械效率的计算,滑轮组的机械效率跟提起物体的重力、绳重、摩擦、动滑轮重有关,跟物体升高的距离、提起的速度没有关系,计算时要注意条件;滑轮组一定时,增大提升物体的重,有用功在总功中比值增大,机械效率升高.